加速實現低碳化未來,英飛凌全方位布局第三類半導體

作者 | 發布日期 2022 年 09 月 23 日 11:00 | 分類 公司治理 , 半導體 , 晶圓 Telegram share ! follow us in feedly


節能減碳已是全球刻不容緩的議題,各國政府也已紛紛宣布減碳目標及規劃。從技術層面來看,半導體在節能減碳上扮演著舉足輕重的角色。在今年的 SEMICON Taiwan 國際半導體展上,英飛凌台灣總經理黃茂原便以「創新功率半導體打造低碳未來」為主題,說明寬能隙半導體(亦稱第三類半導體) 如何成為脫碳的重要關鍵;同時,他也以英飛凌為例,細數英飛凌在寬能隙半導體領域的布局成果。

英飛凌台灣總經理黃茂原表示,眾所皆知,巴黎氣候協定其中一個目標是把全球平均氣溫升幅控制在工業革命前的 2℃ 之內。然而,全球人口的大幅成長與數位化的趨勢,也突顯了全球政府在達成減排目標將面臨的挑戰。

黃茂原指出,如今有三分之二的溫室氣體來自於能源部門,而世界上大約有三分之一的能源需求來自於電力使用;顯而易見的,如何提升能源效率已成為實現地球氣候目標的關鍵手段。

隨著電動車、5G、資料中心等新興應用高速成長,市場對高效能電源管理的需求有增無減,具高轉換效率、高功率密度和高可靠性的寬能隙半導體遂成為提升能源效率的關鍵要素。為此,英飛凌積極布局,致力發展碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)解決方案。

▲矽、碳化矽與氮化鎵在不同的切換頻率與功率範圍的應用中用其所長(圖片來源:英飛凌)

黃茂原表示,2001 年英飛凌推出全球第一顆 SiC 二極體開始,距今已 20 年,英飛凌在這段期間不斷推出各種性能優異的 SiC 功率元件,包含 Diode、Hybrid(SiC diode+IGBT)和 MOSFET 等。同時,英飛凌也提供具有寬廣電壓範圍的產品系列,包括標準的 650V 及 1,200V產品,至於更高電壓的產品(1,700V-2,000V)的產品也陸續推出或是正在發展中。

黃茂原強調,目前市場上主要有兩種 SiC 技術,而英飛凌所專注的溝槽式技術較平面式技術具有更好的性能。

至於 GaN 方面,英飛凌自 2018 年來,已開發消費性和工業用的 GaN 電晶體( 600V、650V),而目前也正積極開發 100V-400V 的產品。黃茂原透露,英飛凌很早就將著眼點在矽基氮化鎵可靠性的研究與實踐上;元件驅動方面,英飛凌也開發專用的 GaN 驅動器,減輕設計驅動電路時的複雜度。

除了積極開發新產品和技術外,英飛凌也持續擴展寬能隙半導體產能,確保供應穩定。像是投資逾 20 億歐元在馬來西亞居林(kulim) 建立新廠區,用於生產 SiC 和 GaN 產品。同時,位於奧地利菲拉赫 (Villach)的工廠將進一步強化作為寬能隙半導體技術全球能力中心和創新基地的角色,透過重新利用非專用的矽晶圓生產設備,將 6 吋和 8 吋的矽晶圓生產線轉作為 SiC 和 GaN 元件的生產線。

另外,2018 年從 Siltectra 公司戰略收購的晶圓和冷切割技術,得以大幅減少 SiC 生產過程中的原材料損失來提高生產力,也為英飛凌增加了競爭優勢;英飛凌也與昭和電工、Cree and II-VI 等廠商簽訂供應長約,以獲得更多基材,以滿足快速成長的市場需求。

▲英飛凌功率半導體解決方案可應用於完整的能源轉換鏈(圖片來源:英飛凌)

黃茂原表示,要實現氣候目標不是一件簡單的事情,縱然如此,在能源和電力領域能做的事情很多,英飛凌透過發展寬能隙半導體技術和解決方案,讓生活更便利、更安全和更環保。雖然目前受限於可靠性和價格因素,寬能隙半導體整體商用規模還不大,但在部分重視能源轉換效率,對價格相對不敏感的領域,寬能隙半導體元件用量將迅速提升。台灣向來為全球電子產業重鎮,英飛凌的寬能隙解決方案也已獲指標型客戶如台達、光寶等採用,打造更高功率密度、效率更高、尺寸更精簡的伺服器及電信電源、用於三合一系統(太陽能發電、儲能與 EV 充電)的雙向逆變器、電競電源以及消費性充電器等。英飛凌對未來寬能隙半導體應用、商機也拭目以待,並會持續開發新技術、產品,一起加速實現低碳化的未來。

 

(首圖為英飛凌台灣總經理黃茂原。首圖來源:英飛凌)